تكشف الأقمار الصناعية أن للأرض تناظرًا مدهشًا في الطريقة التي تعكس بها الضوء، وقد يكون ذلك مرتبطًا بدورة النينيو

على مدار نصف قرن، عرف العلماء أن نصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي لهما نفس البياض تقريبًا، أي كمية ضوء الشمس التي يعكسانها إلى الفضاء. وهذا صحيح على الرغم من أن نصفي الكرة الأرضية يبدوان مختلفين تمامًا، حيث يحتوي نصف الكرة الشمالي على المزيد من الأراضي بينما يحتوي نصف الكرة الجنوبي على المزيد من المحيطات.

الآن، اكتشف الباحثون تناظرًا مدهشًا آخر مختبئًا في البيانات: يبدو أن نصفي الأرض الشرقي والغربي يعكسان نفس كمية ضوء الشمس أيضًا، حسبما أفادوا في دراسة نُشرت في 3 يونيو في المجلة. طبيعة. ووجدوا أن الخط الفاصل يقع على طول دائرة كبيرة تلتف حول الكوكب بأكمله. وتتكون من خطي طول: خطي الطول 27 درجة شرقًا و153 درجة غربًا، ويمتدان من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي عبر أوروبا الشرقية وتركيا وأفريقيا الوسطى والنرويج وألاسكا.

“بالنظر إلى أن الأرض كروية تقريبًا، فليس من المستغرب أن نتمكن من تقسيمها إلى نصفين غير متداخلين يعكسان كميات متساوية من ضوء الشمس”، كما كتب المؤلفون في ورقتهم البحثية. ولكن ما يثير الدهشة، كما يكتبون، هو مدى التطابق بينهما. إن احتمالية عكس نصفي الكرة الأرضية لأشعة الشمس بشكل طبيعي في حدود 0.01 واط لكل متر مربع من بعضها البعض أقل من 3٪.

إذا كان التماثل جزءًا أساسيًا من مناخ الأرض، فإن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد العلماء على اختبار وربما تحسين نماذج المناخ العالمي للتنبؤ بالاحترار المستقبلي.

التماثل السري

في حين أن الآلية الدقيقة للتناظر الشمالي والجنوبي ظلت بعيدة عن العلماء لعقود من الزمن، إلا أن مؤلفي الدراسة قالوا إنهم ربما حددوا سببًا وراء اكتشافهم.

منذ فجر سباق الفضاء في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي، أراد العلماء معرفة بياض الأرض. “لقد كان هذا سؤالًا ملحًا حقًا في ذلك الوقت” نورمان لوب، عالم الغلاف الجوي الذي يقود ناساقال مشروع Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة، لموقع Live Science. ومنذ حوالي نصف قرن، اكتشفوا ذلك باستخدام صور الأقمار الصناعية.

وبحسب الدراسة، تبلغ نسبة بياض كوكب الأرض حوالي 29%. وهذا يعني أن حوالي 0.29 من الإشعاع الشمسي الذي يضرب الأرض ينعكس مرة أخرى إلى الفضاء. في المقابل، فإن المرآة المثالية سيكون لها بياض قدره 1، لأنها ستنعكس إلى الخلف 100% من الضوء الذي ضربه.

وأظهرت تحليلات أخرى أن بياض نصف الكرة الشمالي كان هو نفس بياض نصف الكرة الجنوبي، على الرغم من أن الأبحاث الحديثة التي شارك في تأليفها لوب تشير إلى أن يمتص نصف الكرة الشمالي الآن ضوءًا أكثر من النصف الجنوبي، على الأرجح بسبب ذوبان الثلوج والجليد، في الانخفاض تلوث الهواء، وارتفاع بخار الماء.

وبغض النظر عن هذا الخلل المكتشف حديثًا، تساءل تشانغ، الباحث في المعهد التعاوني لأبحاث العلوم البيئية بجامعة كولورادو بولدر، وزملاؤه عما إذا كان قد تم التغاضي عن أزواج التماثل الأخرى أو ما إذا كانت تعتبر تافهة للغاية بحيث لا يمكن التحقيق فيها، حسبما كتب تشانغ في مقالة نشرتها صحيفة “ديلي ميل” البريطانية. مدونة.

ولتحديد التناظر، قام تشانج وزملاؤه بتحليل 25 عامًا من عمليات رصد الأقمار الصناعية من عام 2001 إلى عام 2025، والتي جمعها برنامج CERES، الذي يستخدم الأقمار الصناعية لقياس ميزانية طاقة الأرض. تقيس الأجهزة الموجودة على هذه الأقمار الصناعية مقدار ضوء الشمس المنعكس الذي يرتد إلى الفضاء، وكذلك مقدار الحرارة المنبعثة من الأرض

يتشكل بياض الأرض بفعل عوامل عديدة؛ تعكس كل من الغيوم والمحيطات والثلوج والجليد والأرض كمية مختلفة من ضوء الشمس. يؤثر هذا الانعكاس على مناخ الأرض، لذا فإن فهمه هو المفتاح لفهم دقيق للمناخ في المستقبل.

بعد إجراء التحليل الأول، كتب تشانغ أنه كان “مندهشًا تمامًا” ومتشككًا فيما رآه، ولكن برزت ثلاث سمات.

أولاً، يكون التماثل فريدًا بالنسبة لخط الطول عند خط الطول 27 شرقًا. إذا قمت بتحويل الخط إلى أي خط طول آخر، يختفي التناظر. ثانيًا، إنه متسق عبر مجموعة بيانات مدتها 25 عامًا. وأخيرًا، هناك “التناظر الثلاثي”: يحتوي نصفا الكرة الأرضية على نسب متشابهة من المحيط الخالي من الجليد، ويتعرضان لتأثيرات سحابية مماثلة، ويعكسان كميات مماثلة من ضوء الشمس تحت سماء صافية.

اتصال النينيو

يفترض تشانغ ومؤلفوه أن التماثل بين الشرق والغرب مرتبط بـ الطفل– التذبذب الجنوبي (ENSO)، وهو نمط مناخي متكرر يغير درجات حرارة المحيطات والطقس في جميع أنحاء العالم. وعندما فحصوا التغيرات الطفيفة في خط الطول الدقيق لهذا التناظر، وجدوا ارتباطًا بسجل ENSO.

في المناطق الاستوائية، تعمل حلقة عملاقة من الهواء تسمى دورة ووكر بمثابة حزام ناقل كبير. يرتفع الهواء الدافئ الرطب من الغرب، وينتقل شرقًا عاليًا في الغلاف الجوي، ثم يبرد ويهبط، قبل أن يهب عائدًا باتجاه الغرب على السطح. ووفقا للدراسة، فإن هذا الدوران يعمل كآلية تعديل البياض.

يساعد دوران ووكر على إحداث الفرق بين ظاهرة النينيو والنينيا، وأنماط المناخ المتكررة، بناءً على الرياح التجارية الأضعف أو القوية في المحيط الهادئ، على التوالي.

خلال سنوات ظاهرة النينيا، تكون الدورة الدموية أقوى، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الماء، وبالتالي يحتوي نصف الكرة الشرقي على المزيد من السحب، وبالتالي يعكس المزيد من ضوء الشمس قليلاً. أثناء ظاهرة النينيو، تضعف الدورة الدموية، وتنتشر المياه الدافئة عبر المحيط الهادئ، وبالتالي ينعكس ذلك في نصف الكرة الغربي بشكل أكبر. على مدى سنوات عديدة، تباطأت التقلبات، مما ساعد على الحفاظ على التناظر الطويل الأمد بين الشرق والغرب متمركزًا بالقرب من 27 درجة شرقًا.

وقال لوب: “إن الطبيعة تفاجئنا بالمفاجآت، لذا فمن الغريب أن يبدو أن خط الطول هذا يقسم الكرة الأرضية بشكل متماثل للغاية”. “من المثير للاهتمام حقًا أن يكون هناك خط طول واحد عند 27 درجة.”

وبما أن النماذج مصممة لمحاكاة تفاعلات الأرض بين الغلاف الجوي والمحيطات والأراضي والقشرة وأجزاء أخرى، فإن التناظر الجديد يوفر طريقة أخرى لاختبار ما إذا كانت النماذج المناخية الحالية دقيقة. وأشار لوب: “أعتقد أن الفائدة قصيرة المدى لهذا النوع من الاكتشافات هي أنه يمثل اختبارًا إضافيًا للنماذج المناخية”.

ولكن عندما اختبر العلماء كيف تنبأت النماذج الحالية بالتماثل الجديد، “لم تكن النماذج جيدة جدًا”، كما قال لوب. “إنهم لم ينتجوا هذا التماثل بين الشرق والغرب.” ووفقاً للدراسة، فإن هذه المشكلة قد “تساهم في استمرار حالة عدم اليقين في التوقعات المناخية”.

كم تعرف عن كوكبنا الأزرق؟ اختبر معرفتك بالأرض مع شركائنا مسابقة الأرض!